Siendo ''γ'' el coeficiente de dilatación adiabática, ''R'' la constante universal de los gases, ''T'' la temperatura en kelvin aguas arriba de la perturbación y ''M'' la masa molar del gas.

Si nos detenemos un momento a analizar la ecuación de la velocidad del sonido en un gas, apreciaremos que uno de los factores de los cuales depende es de la temperatura del mismo.

Tengamos en cuenta que:

- El sonido transmite energía, por ser éste una onda.
- La velocidad de propagación del sonido en el aire a 0º C es de 331.6 m/s.
- La velocidad con la cual se propaga el mismo en el mismo medio pero a 20º C, equivale a 340 m/s.
- A 40º C y en el mismo medio material es de aproximadamente 354.9 m/s.
- En el hierro, a 15º C, es de 5000 m/s.
- En ese mismo material, pero a 25º C, es de 5930 m/s.
- En el plomo, a 15º C, es de 1227 m/s.
- En ese mismo material, pero a 25º C, es de 2400 m/s.
- En el agua, a 15º C, es de 1473 m/s.
- En ese mismo medio, pero a 20º C, es de 1600 m/s.

Mediante un breve análisis de estos datos se puede concluir que el sonido se propaga a mayor velocidad cuanto mayor sea la temperatura absoluta del medio en el que lo hace. Esto lleva a la conclusión de que, en el 0 absoluto, no existe posiblidad de que se propague el sonido. Esto se debe a que a esta particular temperatura ninguna partícula de ningún material posee energía. De este modo, éstas no pueden vibran en ningún modo.

Entonces, como el sonido transmite energía en forma de oscilaciones, a   0 K, como las partículas no tienen la posibilidad de oscilar, no lo pueden transmitir.

Observación: en algunos materiales particulares (que deben ser considerados como excepciones) puede ocurrir que, en determinadas condiciones, la velocidad de transmisión del sonido se REDUZCA a medida que avance la temperatura.

Hasta aquí hemos hablado de la propagación del sonido y de sus características pero... ¿Por qué se propaga el sonido?

La propagación del sonido es explicable a partir del principio de Huygens-Fresnel.

Huygens fue un científico neerlandés que afirmó que ''Todo punto alcanzado por una onda puede ser considerado como centro de ondas secundarias, las cuales son sólo activas en el punto de contacto con la envolvente'''.

Fresnel, quien fue un físico francés, corrigió la teoría de Huygens, afirmando que ''Las ondas secundarias son activas en todos sus puntos, pero para valorar su efecto en un punto determinado es necesario tener en cuenta los fenómenos de interferencia a que dan lugar''.

Si bien suena algo confuso, analizando lo que dice esta teoría se puede concluir que ésta es la que redacta y explica la forma en la que una onda sonora se propaga a través de un medio elástico.

Supungamos que un cuerpo C que se encuentra en una habitación de 3000 metros cúbicos de volúmen y en contacto con el aire oscila constantemente durante 2 minutos a una frecuencia equivalente a 440 Hz (440 ciclos por segundo). El mismo, considerado generador de ondas, transmitirá energía en forma de ondas a cada partícula de aire que se encuentre en contacto con él. De esta forma, las mismas adquirirán la energía entregada y comenzarán a vibrar en la misma frecuencia que el cuerpo que origina las oscilaciones.

Una vez que estas partículas de aire vibren a la misma frecuencia que el generador de ondas, transmitirán a su vez esa energía a las moléculas de aire que se encuentren en contacto con ellas, provocando que éstas también comiencen a oscilar, y así sucesivamente. Es por esto que a cada partícula que vibra como consecuencia de la oscilación de un cuerpo (en este caso C), se la denomina generador secundario.

De este modo, si en algún momento del tiempo el cuerpo oscilatorio deja de vibrar, las partículas a las cuales les cedió energía, haciéndolas vibrar en su misma frecuencia, continuarán oscilando hasta que su energía se acabe, llegando éstas así a un estado basal en el cual ya no oscilan.

Dado que el sonido se transmite en todas direcciones, este fenómeno hará una especie de ''efecto en cadena'', que hará que cada vez más partículas de aire comiencen a vibrar, pero cada una de ellas con menor intensidad.

Veamos un poco lo que sucede.

Es evidente que la cantidad de partículas de aire que estén en contacto con el cuerpo C será menor que la cantidad total de partículas de aire que se encontrarán en la habitación en la cual se halla el cuerpo, pero también consideremos que, de algún modo, el sonido llega a todas las partes de la habitación, aunque, cuanto más nos alejemos dentro de la habitación del generador de ondas, escucharemos un sonido cada vez más suave.

¿Por qué, si bien en toda la habitación se puede escuchar el mismo sonido se lo hago con diferentes intensidades?

Esto se debe a que cada partícula de aire que esté en contacto con el cuerpo C transmitirá luego su energía no a una sino a más de una partícula de aire, dividiéndose así la energía que esta partícula inicial poseía.

Supongamos que la partícula de aire inicial (la que se encuentra en contacto con el generador de ondas) vibra en un principio a 440 Hz y posee una energía determinada ''E'', encontrándose a su vez en contacto con otras 2 partículas de aire.

Según el principio de Huygens-Fresnel, la partícula inicial transmitirá su frecuencia de vibración a cada una de esas 2, pero le entregará a cada una una energía distinta a la que esa partícula inicial poseía en un principio. Suponiendo que esta distribución es simétrica, a cada una de esas 2 partículas les será entregada una energía equivalente a 1/2 la energía de la partícula inicial, es decir, 1/2 E.

Sin embargo, su frecuencia de vibración será la misma, dado que ésta no se divide, solamente se transmite. Esta energía entregada a cada una de esas 2 partículas afectará directamente a la intensidad sonora que el sonido que genera cada una posea, siendo la unidad sonora de intensidad el decibelio. Entonces, se puede afirmar que la energía de las partículas se divide pero la frecuencia de la oscilación se mantiene constante, midiéndose la intensidad en Decibeles y la frecuencia en Hertz.

Si bien toda esta energía se dividirá cada vez en más y más partículas, la energía que transmitió el cuerpo oscilador en un principio a cada una de las que estaban en contacto con él hasta que dejó de vibrar (energía total) se mantiene constante en todo el sistema, aunque la intensidad del sonido en cada punto determinado del espacio varía.

Es por eso que otra conclusión que se establece a partir del principio de Huygens-Fresnel es que la intensidad de una onda sonora en un lugar determinado es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la distancia que separa al receptor del emisor.

Ahora vamos a llevar todos estos principios a la práctica para concluir con una demostración que facilite la comprensión de todos estos fenómenos.

Supongamos que estamos en un campo y vemos estallar en el cielo un fuego artificial cuya detonación se realiza a 4 Km lineales de distancia. La temperatura en ese lugar y momento es de unos agradables 20º C y la presión es de 1 atmósfera (o 760 mm de Mercurio), y ningún objeto se superpone entre nosotros y el cuerpo que generará el sonido. Según lo que establecimos, este estallido podrá ser considerado un cuerpo oscilatorio que generará ondas de una determinada frecuencia, intensidad y longitud, las cuales se esparcirán por el aire (un medio elástico) a una velocidad aproximada de 340 m/s. Según el principio de Huygens-Fresnel, estas vibraciones se transmitirán a través de las partículas de aire hasta llegar a nuestros oídos. La amplitud del sonido que escucharemos será menor, debido a la distancia que nos separa.

En este ejemplo se ponen de evidencia los fenómenos de creación y transmisión del sonido.

Como conclusión general, podremos decir que un sonido originado por un generador de ondas se propagará en un medio que así lo permita en forma de ondas longitudinales en todas las direcciones posibles según el principio de Huygens-Fresnel, y que la velocidad con la cual lo hará dependerá del medio en el cual lo haga. Si consideramos, entonces, que un generador de ondas se encuentra en un espacio determinado, como las ondas sonoras que generará se esparcirán por todos los espacios posibles, éstas describirán una esfera en el espacio. Es por esto que a veces, para explicar la propagación del sonido, se realiza un gráfico que muestra una esfera con el generador de ondas situado en el centro de la esfera del cual salen flechas en todas direcciones que se corresponden con algunas direcciones en las cuales se propagará la onda sonora generada.



Este gráfico bidimensional representa la transmisión de una onda sonora a través del espacio, en todas direcciones.

Ahora bien, estas características del sonido que mencionamos a lo largo de la teoría e incluimos en el ejemplo (intensidad, frecuencia, longitud de onda) no se aprecian de manera precisa mediante la explicación del fenómeno del estallido del fuego artificial. Es por esto que para comprender mejor a los fenómenos acústicos es preciso analizar más profundamente a cada sonido en particular. Es por esto que a esta oscilación se la suele representar en un plano, a fin de establecer sus características y particularidades, y facilitar su estudio y comprensión.